Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический  университет»

 

Центр дистанционного образования

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Экология»

по теме: «Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения, вариант №5»

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:

Студент 2 курса гр. УКп-11Р

Черемисин Василий Владимирович

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

Исходные данные

1. В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.
2. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (m _j ) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m ₁ –зола угля, m ₂ –пыль угля;

б) группа газообразных веществ: m ₃ –сернистый ангидрид, m ₄ – серный ангидрит, m ₅ – оксиды азота (по NO₂ ), m ₆ – оксид углерода.

3. Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей  имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.

4. Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (табл.1).

 

Таблица 1 - Структура  ЗАЗ

 

№ типа территории	Тип территории	S i	δ i
1.	Территория населённых мест с плотностью населения (β), равной  3 чел/га	S1	β × 0,1
2.	Территория промышленных предприятий	S2	4
3.	Леса 2-ой группы	S3	0,1
4.	Пашни	S4	0,25
5.	Территории садовых и дачных участков	S5	8

 

5. Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ∆Т. Среднегодовой модуль скорости ветра – у.
6. По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mПДВ) и 20% массы – в пределах установленного лимита (mВСВ).
7. В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты (С) данного мероприятия см. в таблице 4. Расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) – 4 года.
8. В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

m1 (т/год)	m2	m3	m4	m5	m6						DТ	У (м/с)	h (м)
	(т/год)	(т/год)	(т/год)	(т/год)	(т/год)	% от S ЗАЗ								С	К
						S1	S2	S3	S4	S5				млн. руб.
3200	102	9500	1006	3020	390	15	20	20	25	20	140	1,5	240	15,5	145

 

Задание

Определить:

1. Зону активного загрязнения ТЭС.

2. Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.

3. Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.

4. Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

Определение ЗАЗ

Источником загрязнения  является труба ТЭС (согласно классификации  – организованный источник). Для  подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

φ h;

20 φ h;

где h – высота источника, м (см. №  варианта, табл.4),

φ – безразмерная поправка, вычисляемая  по формуле

∆Т – разность температур в устье трубы и в ОС, град. (см. табл.4).

 Вычислив радиусы, находим площадь  ЗАЗ по формуле:

;

Площадь ЗАЗ выразить в гектарах (1 га = 10000 м ² ).

φ = 1 + 140/75 = 2,8667

_{2 * 2,8667 * 240 = 1376 м}

_{20 * 2,8667 * 240 = 13760 м}

S = 3,14 * (13760²  - 1376²) = 588574863 м² =  58857,49 га

 

 

3.2 Определение ущерба от загрязнения атмосферы

 

( f M).

 

Показатель удельного  ущерба атмосферному воздуху (γ), наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб/усл.т (Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. – 71С.).

Показатель относительной опасности  загрязнения атмосферного воздуха  над ЗАЗ ( ) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из пяти типов территорий (пункт 1.4.). Каждому типу территории (S i) соответствует табличное значение константы . Усредненное значение для всей ЗАЗ определяют по формуле:

где - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

i – номер части ЗАЗ, относящийся  к одному из типов территорий (всего по задаче их 5);

S i – площадь одного из типов  территорий (табл. 4);

S ЗАЗ – общая площадь ЗАЗ  (поскольку в условии задачи Si выражается в %, S _ЗАЗ   = 100%);

i – показатель относительной  опасности загрязнения атмосферы над  i-тым  типом территории (см. пункт 1.4.)

 

= (15 * (3*0,1) + 20 * 4 + 20 * 0,1 + 25 * 0,25 + 20 * 8)/100 = 2,53 %

Приведенная масса годового выброса  ЗВ (М = М общ.) рассчитывается как  сумма газообразных и аэрозольных  примесей:

 

М = М газ. + М аэр. (усл. т/год).

 

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей  определяется по формуле:

М газ. =

М газ. = 22*9400 + 49*1007 + 41,1*3010 +  1*390 = 380244 усл.т/год

б) годовая масса аэрозольных  примесей рассчитывается аналогично:

   М аэр. =

где j – вид загрязняющего  вещества (по условию задачи вещества j1  и j2 –  аэрозольные, а j3,   j4,  j5,  j6  - газообразные),

 

М аэр. = 84*3250 + 48*104 = 277992 усл.т/год

 

Аj  - показатель относительной  агрессивности примеси j – ого  вида (табл.2).

М = 380244 + 277992 = 658236 усл.т/год

Таблица 2 - Значение показателя относительной агрессивности вещества (А j)

 

Загрязняющие вещества, выбрасываемые  в атмосферу	Значение параметра А j (усл.т/т)
1. Зола угля	84
2.Пыль угля (недожог)	48
3. Сернистый ангидрид (SO2)	22
4. Серный ангидрит (SO3)	49
5. Оксиды азота (по NO2)	41.1
6. Оксид углерода (СО)	1

 

       

Значение множителя f – поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

f 1 = f газ. =

 

f 1 = f газ. = 100 / 100 + 2,8667*240 * 4/1+1,5 = 0,20

б) для частиц, оседающих  со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче – группа аэрозольных примесей), принимается, что

 

f 2 = f аэр. =

 

f 2 = f аэр. = = 1,85

где у – среднегодовое значение модуля скорости ветра (табл.1);

- безразмерная поправка (пункт 3.1.);

h – высота трубы  (табл.4).

 

Определение ущерба от загрязнения  атмосферы. Общий ущерб слагается  из суммы ущербов от двух видов  примесей – газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f (пункт 3.2.4.), поэтому

 

U общ. = U газ. + U аэр. = ( )+ ( ) =   = ( .

U общ. = U газ. + U аэр. = 67,4*1,94*(0,2*380244 + 1,85*277992) = 77189713 руб/год

 

Расчет платежа за загрязнение  атмосферы 

 

Общая сумма платежа  определяется по формуле:

 

П общ. = П 1 + П 2 + П 3;

 

где П 1 – плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);

П 2 – плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);

П 3 – плата за выброс ЗВ сверх лимита (сверх ВСВ).

 

По условию задачи (пункт 1.6.) объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных  лимитов, значит Побщ.= П1 +П2 .

П1 =

П2 =

где П1 и П2 – плата  за выбросы ЗВ в пределах установленных  допустимых нормативов  (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб/год;

и -  массы j-ого вида ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, т;

 и  - нормативы платы за выброс 1тонны j-ого ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, руб/т. (табл.3).

 

П1 = 3200 * 80% * 14 + 102* 80%  * 27,4 + 9500* 80%  * 80 + 1006* 80%  * 42 + 3020 * 80%  * 70 + 390* 80%  * 1,2 = 849371,84 руб.

 

П2 = 3200 * 20%  * 70 + 102 * 20% * 137 + 9500 * 20%   * 400 + 1006* 20% * 210 + 3020 * 20%  * 350 + 390 * 20%  * 6 = 1061714,8  руб.

П общ. = 849371,84  + 1061714,8 = 1911086,64 руб.

 

Таблица 3 - Нормативы  платы за выбросы в атмосферный  воздух загрязняющих веществ стационарными  источниками на территории Уральского экономического района (руб/т)

 

№ п/п	Наименование ЗВ	Нормативы платы за выброс одной  тонны ЗВ в атмосферный воздух (вне городов)
		В пределах установленных допустимых нормативов выбросов (ПДВ)	В пределах установленных лимитов  выбросов (ВСВ)
1	Зола угля	14	70
2	Пыль угля	27,4	137
3	Сернистый ангидрит	80	400
4	Серный ангидрит	42	210
5	Оксиды азота	70	350
6	Оксид углерода	1,2	6

 

Определение суммарного годового эколого-экономического эффекта запланированного природоохранного мероприятия

Годовой суммарный эффект рассчитывается по формуле:

R = Р – З;

где R – годовой эколого-экономический  эффект, руб;

Р – положительный  суммарный результат, полученный благодаря  проведенным   мероприятиям.

Положительными результатами по условию задачи являются: а) предотвращенный  ущерб и б) снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов (пункт 1.8); таким образом: